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加热炉的控制
2020-02-01
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加热炉的控制
概述
加热炉是石油化工生产过程的主要设备之一
作用：
工艺介质的升温或气化
结构形式：箱式炉、立式炉、圆筒炉
工作原理：
对象特点：
燃料(油)分几路(雾化喷嘴)进炉燃烧
炉膛火焰辐射给炉管
炉管经热传导、对流传热给工艺介质
炉膛容量大、时间常数大、滞后时间长；
属多容过程；可用一阶加纯滞后环节近似描述；
理论分析比较困难。
操作特点：
避免温度过高，炉管内物料可能分解、结焦
严格控制加热炉出口温度
TT
101
燃料
工艺
介质
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加热炉的单回路控制
1、对象分析
主要控制指标：工艺介质的出口温度
操作手段：燃料油或燃料气的流量
干扰因素：负荷量、进料温度、组分；
燃料油(气)压力、性质、
雾化状况，空气量，喷嘴阻力等
2、控制回路
(1) 主要控制系统：出口温度控制
(2) 辅助控制系统：
① 工艺介质的流量控制系统;
② 燃料压力控制系统；
③ 燃料油雾化蒸汽压力控制。
加热炉
雾化蒸汽
工艺
介质
燃
料
油
回
油
TC
101
TT
101
FC
101
FT
101
PT
101
PC
101
PT
102
PC
102
TT
101
燃料
工艺
介质
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燃料油压力波动较大时，单回路不能
保证良好雾化，可采用以下方案：
①用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来
调节雾化蒸汽。
②燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力比值控制。
（前提条件：管道应畅通）
加热炉负荷大、时间常数和滞后时间较大，
单回路控制很难满足要求，炉出口温度波动较大
3、单回路控制适用场合
对炉出口温度要求不高的场合
干扰较小，且不频繁
炉膛容量较小，滞后小
也可采用流量比值控制
PT
101
PC
102
至
喷嘴
燃料
油
雾化
蒸汽
PT
102
K
PdT
101
PdC
101
至
喷
嘴
燃
料
油
雾化
蒸汽
燃料油压力较平稳时，③回路可以满足雾化要求。
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加热炉的串级控制
炉出口温度对炉膛温度的串级控制
炉出口温度对燃料流量的串级控制
炉出口温度对燃料阀后压力的串级控制
采用压力平衡式控制阀的控制
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加热炉的串级控制
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1、炉出口温度对炉膛温度的串级控制
干扰(燃料压力、性质等)
优点：有利于克服燃料性质变化
注意：(1) 炉膛温度的检测点位置，选择有代表性且反应较快的点；
(2) 副控制器参数不应整定得过于灵敏；
(4) 炉膛温度不应有大的波动；
(5) 炉膛温度测温元件及保护套管应耐高温。
炉膛温度
炉出口温度
炉膛温度比出口温度滞后小
副回路克服干扰，减小对出口温度的影响
工艺
介质
燃
料
油
TC
101
TT
101
加热炉
TT
102
TC
102
(3) 副控制器不引入微分作用；
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工艺
介质
燃料
TC
101
TT
101
加热炉
FT
101
FC
101
2、炉出口温度对燃料流量的串级
优点：有利于克服燃料量变化
三串级:
出口温度、
炉膛温度、
燃料量三参数串级
特点：关联回路多，实施困难
工艺
介质
燃
料
油
TC
101
TT
101
加热炉
TT
102
TC
102
FT
101
FC
101
缺点: 燃料量小、粘度大时，
流量测量困难
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工艺
介质
燃
料
TC
101
TT
101
加热炉
PT
101
PC
101
工艺
介质
燃
料
油
TC
101
TT
101
加热炉
TT
102
TC
102
FT
101
FC
101
3、出口温度对燃料阀后压力的串级